一种空空导弹控制系统一体化设计方案

本文以空空导弹为对象,研究一种控制系统一体化的设计方案.首先,给出了空空导弹的非线性控制模型,在此模型基础上,应用双时标的假设,将导弹动力学分离为快变状态动力学和慢变状态动力学.然后,对慢变动力学和快变动力学分别进行反馈线性化设计.考虑到空空导弹高速、大攻角飞行时,空气动力系数具有较大的不确定性,进一步对期望的慢变动力学和快变动力学进行鲁棒控制设计.最后,构建出控制系统的完整设计方案.     

气动力/推力矢量复合控制空空导弹控制律研究

以某型空空导弹为对象,对初始段敏捷转弯控制方法进行研究。建立了气动力/推力矢量复合控制空空导弹的姿态控制系统模型,利用时标分离的思想将其分为快、慢子系统,并利用动态逆方法对子系统分别进行控制律的设计,最后在考虑导弹各个环节非理想因素的情况下,对导弹进行了全耦合状态下三通道联合数字仿真。仿真结果表明,所提出的控制方法使系统具有较好的跟踪性能,实现了通道间的解耦,说明了该方法的正确性和有效性。     

空空导弹敏捷转弯控制与仿真

文中研究了空空导弹敏捷转弯180°(越肩发射)的控制与仿真问题.提出了实现空空导弹敏捷转弯180°的姿态控制方法,得到了简化的用于姿态控制设计的姿态动力学模型,分别采用反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统设计了导弹的姿态控制律.对空空导弹的敏捷转弯180°的飞行过程进行了仿真并给出和分析了结果.结果表明反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统都可以用于越肩发射,在转弯过程中速度损失是不可避免的,反作用喷气控制系统可以产生的速度损失较小.     

一种变压器隔离的双向DC／DC变换器交流小信号模型

变压器隔离的双向DC／DC变换器是混合电动系统中的关键组成部分,由于开关效应引起的非线性特征,使得理论分析与设计双向DC／DC变换器控制系统非常困难。基于双时间尺度理论与状态空间平均法,提出了一种变压器隔离的双向DC／DC变换器的小信号线性模型。根据双时间尺度分解理论,把描述双向DC／DC变换器系统的分段线性方程组分解为快变和慢变子系统,消除慢变子系统中的快变变量得到降阶的慢变子系统。在一个开关周期中,把慢变子系统方程组变换为一个统一的平均值方程,平均值变量分解为一个直流分量与线性的交流小信号变量,直流方程确定了小信号系统的工作点,交流小信号方程是线性的,这使得线性系统理论适用于在一个直流工作点分析、设计非线性的双向DC／DC变换器的控制系统。     

基于神经网络动态逆的巡逻导弹自动驾驶仪设计

针对巡逻导弹,讨论一种将神经网络与非线性动态逆相结合的自动驾驶仪设计方法。基于双时标假设,将弹体动力学分为慢变子系统和快变子系统,并分别进行动态逆设计。为克服模型不精确和参数摄动引起的逆误差对动态逆控制的不利影响,引入神经网络对逆误差进行在线补偿。推导了神经网络权值调整规律,并证明系统的闭环稳定性。通过仿真验证,采用神经网络能弥补动态逆控制的不足,提高控制系统的鲁棒性,是一种有效的非线性设计方法。     

空空导弹拦截巡航导弹的一种模拟打靶方法研究

给出了空空导弹攻击巡航导弹时简化后的双方运动学和动力学模型、一种空空导弹导引方法和控制系统模型以及随机误差模型 ,用蒙特卡洛打靶方法得出了空空导弹拦截巡航导弹的杀伤概率     

变结构控制在空空导弹控制系统中的应用研究

对空空导弹控制系统建立了数学模型,并在此基础上设计了变结构控制律。仿真结果表明,变结构控制鲁棒性强、抗干扰能力好。     

基于辅助天线的变极化干扰对消算法研究

针对雷达无法对抗变极化干扰的问题,提出了构建全极化辅助天线提取干扰极化状态,从而实现极化对消的方法.分析了快变极化干扰的接收问题,并建立模型,理论推导了对慢变极化干扰的对消算法.仿真结果表明,该算法对慢变极化干扰可取得较好的效果.随着极化变化速度的加快,其干扰效果类似噪声压制干扰,故无法准确提取干扰的极化状态,难以实现对消.     

BTT无人机非线性控制系统设计

基于动态逆和变结构控制理论设计了BTT无人机控制系统。首先详细推导了适合BTT无人机控制的精度较高的数学模型，然后应用时间尺度分离的方法把整个BTT控制系统分为快变量控制和慢变量控制两个子系统，再对每个子系统应用动态逆和变结构控制理论进行控制律设计，应用变结构控制克服了单纯应用动态逆鲁棒性较差的缺点。最后通过数字仿真分析得出：应用动态逆和变结构控制的非线性控制方法设计BTT无人机控制系统是有效的。     

空空导弹推力矢量控制系统

论述了推力矢量控制技术是提高空空导弹性能的核心技术,介绍了常用的三类推力矢量装置,着重讨论了燃气舵式和扰流片式推矢装置的特点、设计方法、性能及其优缺点.在此基础上,研究了适用于气动力/推力矢量复合控制的变结构控制系统及其开关函数的切换条件和飞行控制系统框图.最后综述了推力矢量装置在第四代空空导弹上的应用情况.     

空空导弹推力矢量控制系统

论述了推力矢量控制技术是提高空空导弹性能的核心技术,介绍了常用的三类推力矢量装置,着重讨论了燃气舵式和扰流片式推矢装置的特点、设计方法、性能及其优缺点.在此基础上,研究了适用于气动力/推力矢量复合控制的变结构控制系统及其开关函数的切换条件和飞行控制系统框图.最后综述了推力矢量装置在第四代空空导弹上的应用情况.     

通用空空导弹攻击区仿真研究

推导了空空导弹攻击空中目标的三维空间控制系统数学模型，该模型由目标运动方程组，导弹运动方程组，导弹与目标间的相对运动方程组，导弹控制与制导模型以及导弹状态模型等组成，在此基础上建立了通用空空导弹攻击区计算模型，并进行了仿真计算。     

基于时间序列分析方法的FOG随机漂移建模与辨识

为了对光纤陀螺（FOG）随机漂移（启动漂移、慢变漂移和快变漂移）的各项参数进行快速有效的辨识，建立了含未知模型参数（慢变漂移的相关系数）的FOG随机漂移状态方程模型，通过对FOG随机漂移进行时间序列分析，辨识了未知的模型参数以及慢变漂移和快变漂移的白噪声方差，以卡尔曼滤波／平滑技术计算了FOG随机漂移的3项分量。对实测的FOG随机漂移数据进行了模型辨识与适用性检验，结果表明，该方法能够准确计算FOG随机漂移的各项参数和分量。通过建立FOG随机漂移的状态方程模型，首次将时间序列分析方法与卡尔曼滤波／平滑技术相结合，快速计算了启动漂移、慢变漂移的相关系数以及慢变漂移和快变漂移的白噪声方差，这对于修正FOG单独工作或与其他设备组合时的导航误差具有重要的参考价值。     

用于火箭发动机的低温流量控制系统建模及动态特性分析

低温可调汽蚀文氏管是流量控制系统的关键部件,文中选用步进电机控制调节针锥的位移.通过建立步进电机的动力学模型,研究了步进电机的调节速度和调节精度.汽蚀时的流量是几何结构一定的文氏管所能达到的最大流量,文中以此为标准判断文氏管是否汽蚀,并考虑低温的影响,建立了文氏管汽蚀状态和非汽蚀状态下统一的动力学模型.对流量控制系统进行仿真,仿真结果与试验结果的比较,验证了模型的正确性.并利用动力学模型,研究了流量控制系统抗背压波动以及流量调节的能力.     

基于化学反应优化算法的导弹鲁棒PID控制器设计

由于现代空空导弹的非线性、强耦合气动特性,传统基于SISO模型的PID控制器整定方法难以满足当前很高的控制性能要求,为了满足导弹某些极限状态的控制需求,对控制系统的鲁棒性提出了更高的要求。为此本文研究了一种基于化学反应优化算法的H_∞-PID鲁棒控制器设计方法,并将其应用于样例空空导弹横侧向通道控制。仿真结果表明了本文提出的控制器设计方法的优越性。     

空空导弹反作用侧向力/气动力复合控制系统设计

建立了具有反作用侧向力／气动力复合控制的空空导弹动力学模型，采用全程滑态变结构模型跟踪理论分别设计了导弹俯仰通道气动力控制子系统和反作用侧向力控制子系统。数字仿真结果表明，与单独气动力控制相比，这种复合控制方式可以显著提升导弹响应的快速性和导弹的机动能力。     

非线性动态逆在大攻角导弹控制系统设计中的应用

导弹在大攻角飞行时,非线性及耦合严重,本文对推力矢量控制的空空导弹的控制系统进行了研究。根据导弹状态变化快慢不同,在奇异摄动理论的基础上,采用非线性动态逆设计了导弹的控制系统,并对导弹大攻角有侧滑飞行进行了仿真,结果表明文中设计的控制系统可以很好地控制导弹作机动飞行。     

空空导弹大离轴角发射条件下的控制研究

分析了现代高性能空空导弹大离轴发射带来的一些控制问题,并就制导控制系统的控制方式,推力矢量控制与气动力联合控制的特点,以及大攻角飞行状态下的控制和去耦问题进行了系统分析和推导,其内容对空空导弹制导与控制的总体设计具有一定参考意义.     

基于L1动态逆的自主空中加油对接控制

为实现无人受油机与加油机的自主安全对接,提出基于L1自适应动态逆的无人机自主空中加油对接跟踪控制方法.根据时标分离的原则,将无人受油机的姿态控制分为快、慢回路,采用动态逆方法设计姿态回路控制器,设计L1自适应系统补偿外界气流干扰和系统模型误差,并采用自主空中加油对接段仿真系统对所设计控制系统进行验证.仿真结果表明:该对接跟踪控制系统具有很高的抗干扰能力和鲁棒性,能满足自主空中加油的控制精度要求.     

空空导弹弹载制导控制系统软件的关键技术研究

数字复合制导控制系统是现代超视距空空导弹的核心,随着先进的嵌入式数字计算机在空空导弹武器系统中的应用,如何高效率、高质量、高可靠性实现这些复杂的系统控制算法成为影响武器系统效能发挥的重要因素,本文提出了空空导弹嵌入式制导控制系统软件的关键技术,结合某制导软件的应用实例对软件实现工程方法、调度时序分析、合格性验证技术和技术状态管理等进行了探讨。